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臭氧变化及其气候效应的研究进展 总被引：10，自引：0，他引：10
综述了近２０年来臭氧变化的规律和机制及其气候效应等领域的研究进展,指出对流层臭氧（主要在北半球）增加、平流层臭氧减少和臭氧总量减少是全球臭氧的变化趋势,原因主要是人类活动导致的ＮＯｘ、ＮＭＨＣ、ＣＯ、ＣＨ４等对流层臭氧前体物的增加和ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、Ｎ２Ｏ、ＣＦＣｓ等平流层臭氧损耗物质的增加。臭氧变化引起的气候效应表现在对流层臭氧的增加将带来地表和低层大气的升温,平流层臭氧的减少则可能导致地表和低层大气的升温或降温。将全球或区域气候模式和大气化学模式进行完全耦合来研究臭氧变化的气候效应是一种十分有效的手段,具有广阔的应用前景。 相似文献
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上对流层/下平流层大气垂直结构研究进展 总被引：7，自引：1，他引：6
大气上对流层与下平流层区域是对流层与平流层之间的过渡区域,热带对流层顸确定了全球整个平流层的化学边界条件,该区域大气的垂直结构及变化对于平流层一对流层交换和上对流层/下平流层大气成分收支有重要影响;该区域也是大气动力、热力和大气成分结构发生巨大转换的区域,辐射过程、多尺度动力学过程、化学过程和微物理学过程等都起着同样重要的作用,对流层顶变化也是人类活动引起气候变化的一个敏感指示因子,因此关于对流层顶的研究(尤其是其精细结构和过程)重新唤起了人们的关注.针对对流层顶的各种定义(包括热力学、动力学和化学成分)以及它们相互之间的关系、对流层顶是一个面还是层以及对流层与平流层之间的转换特征、对流层顶强逆温层的特征及形成原因等基本科学问题,回顾了近年来的一些重要研究进展. 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>羰基硫(Carbonyl Sulfide,COS)是大气对流层和平流层底部含量最为丰富的难降解还原态含硫气体之一,被认为是无火山爆发情况下平流层硫酸盐的主要来源,对全球太阳辐射及平流层臭氧损耗具有重要影响[1]。然而,目前人们对于大气中COS源和汇的认识还存在很大的不确定性,且其源和汇强度存在不平衡,仍然存在未被发现的源[2]。我们研究组发现除海洋外其他自然水体和降水中都存在COS的前体物,但是目 相似文献
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大气对流层平流层交换(STE)研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
大气平流层对流层交换(Stratosphere-Troposphere Exchange,STE)包括平流层向对流层的输送(Stratosphere-Troposphere Transport,STT)和对流层向平流层的输送(Troposphere-to-Stratosphere Transport,TST)2个过程,通常统称为STE交换过程.其对大气的辐射平衡、化学成分具有重要影响.研究STE对于大气化学、气候变化、平流层对流层耦合模式的发展等领域意义重大.对国内外不同尺度STE的观测、模拟与诊断做了评述,讨论了各种尺度STE的机制,比较了不同诊断方法和模式的性能和特点.着重指出目前天气尺度STE的研究虽然比较充分,但在STE过程中,中小尺度混合、湍流混合等物理过程的机制、诊断以及模拟方法的研究还有待提高.中小尺度强对流引起的TST对对流层污染物向平流层的输送作用和影响越来越受到关注.在全球快速城市化的背景下,研究城市群高污染区域强对流天气引起的TST过程及其影响具有重要的科学意义. 相似文献
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近年来世界范围的干旱、水灾、酷热和严寒接连不断地发生,使得人们对大气环流异常的物理机制,气候异常的原因,长期天气过程的物理基础等问题给予了越来越多的重视。海气相互作用是影响大气运动的主要过程之一;平流层的热状况对对流层大气环流也起着重要作用。从1986年3月起到1989年底我们开展了平流层和下垫面状况对大气环流影响的研究和数值模拟实验工作。研究工作主要集中在平流层臭氧的加热作用和海温异常两个方面对大 相似文献
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对流层活性卤素化学:充满机遇和挑战的研究领域 总被引：2，自引：0，他引：2
活性卤素物种(RHS)参与大气对流层中许多化学过程,影响许多重要物种的源和汇,在大气对流层化学中起着十分重要的作用,因此对流层活性卤素化学成为近年来国际大气化学研究的重要前沿研究领域。RHS在对流层的外场观测方法主要包括化学放大、大气压化学电离质谱（APCIMS）、长程差分吸收光谱（DOAS）、雾室和湿法化学分析法、光解法、碳同位素的比率法等。各种观测方法表明大气边界层中存在着不同种类的RHS,特别在海洋边界层、极地边界层和盐湖地区。RHS的浓度有较大的变化范围（10-12~10-10）。RHS可引起一些VOCs的氧化,影响HOx和NOx的反应,减少对流层O3,并对硫的氧化和汞化学有较大的影响。对流层RHS的源主要为有机卤素化合物的排放和海盐气溶胶的释放。在讨论RHS在对流层的循环转化的基础上,归纳总结出一个示意图;提出了现有的主要科学问题,进而展望了今后的研究前景。 相似文献
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中层大气模式的应用及发展前景 总被引：2，自引：0，他引：2
随着空间探测技术和计算机能力的不断提高,近年来中层大气模式得到了快速的发展。简要概述了中层大气模式的现状及其发展中存在的问题和挑战,同时也阐述了中层大气模式在近年来研究中的一些主要应用和未来的发展前景。目前,完备的基于大气环流模式的中层大气模式大多只包括了对流层和平流层大气,少量的模式可达到中间层和热层大气。这些现有的中层大气模式对平流层的化学过程和一些动力过程都具有了一定的模拟能力,如能较好地模拟出南极臭氧空洞及其时间演变以及热带平流层大气中的准两年和准半年振荡信号。但是不同模式模拟结果之间的差异仍然是显著的,现有的中层大气模式还需要进一步的发展和完善。改进模式的辐射传输方案和重力波参数化方案,实现大气化学过程、动力过程和微物理过程的充分耦合,改善平流层以上的大气化学过程和物理过程在模式中的描述是目前正在进行的工作。中层大气模式目前已开始被广泛应用于大气科学研究的各个方面,进一步发展和完善中层大气模式不仅对天气、气候预报具有重要的意义,对空间科学的研究来讲也是需要的。 相似文献
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全球变化条件下的平流层大气长期变化趋势 总被引：5，自引：0，他引：5
两个因素将对21世纪平流层气候变化产生重要作用。一个是温室气体增加,另一个是平流层臭氧的可能恢复。温室气体增加的辐射效应一方面造成地面和对流层变暖,另一方面却导致平流层变冷,而臭氧层恢复的辐射效应则导致平流层变暖。在温室气体增加和臭氧恢复这两种相反因素作用下的平流层温度如何变化是所关心的主要问题。为了预估平流层温度在21世纪的变化,使用了辐射—对流模式进行了敏感性实验,另外,也对他人进行的化学—气候耦合模式（CCM）模拟结果进行了分析。这些模拟结果表明,在21世纪平流层中上层（60～1 hPa）将变冷,而下层（150～60 hPa）变暖。这说明在平流层中上层温室气体的冷却效应将起主导作用,而臭氧恢复的加热效应在平流层下层相对更为重要。CCM的模拟结果表明,臭氧恢复最显著的区域在平流层上层（3 hPa附近）,与最大降温区一致,说明温室气体增加将有利于平流层上层臭氧恢复。CCM的模拟结果还表明,平流层两极地区在冬半年存在变暖的现象。根据已有的研究结果,极区变暖与平流层行星波活动增强有关,动力、热力和化学之间的正反馈作用也有可能对极区变暖有重要的贡献。 相似文献
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平流层爆发性增温中平流层环流及化学成分变化过程研究 总被引：3，自引：1，他引：2
利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）气象分析场、欧洲空间局ENVISAT/MIPAS卫星观测资料以及平/对流层大气化学输送模式MOZART 3综合分析了2003—2004年冬季北半球爆发性增温事件对于平流层大气环流、物质输送以及对流层顶附近臭氧通量等多方面的影响。结果表明：①本次增温过程持续时间长、强度大,平流层极涡从高层向下逐层分裂,增温效应作用到大气较低层,当纬向东风形成并维持后极涡又自上向下逐层恢复;②SSW过程前后行星波活动频繁,有长时间多次的上传,且以1波作用为主,2波对其进行补充;③在θ PVLAT坐标中分析发现SSW扰动过程中平流层中存在一对向极、向下的传播模态,相应的对流层中有一向赤道的传播模态,不同符号的纬向风、温度异常信号沿这两个模态传播,且上、下层传播模态在时间上存在着一定的联系;④增温过程中行星波活动引起的向极输送以及极区垂直运动的变化,共同影响了平流层的物质输送过程,从而导致北半球平流层N2O、O3、CH4、H2O等微量气体成分的垂直、水平分布发生显著变化;⑤增温过程中活跃的行星波可以造成平流层Brewer Dobson环流增强,同时导致高纬度地区（60~90°N）穿越对流层顶的臭氧通量（Cross Tropopause Ozone Flux, CTOF）显著增强,与行星波相联系的等熵物质运动引起“middleworld”区域内向赤道的臭氧通量也有所增强。 相似文献
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平流层-对流层交换研究进展 总被引：19，自引：0，他引：19
平流层与对流层之间的物质输送和混合（STE）是控制自然和人为排放的化学痕量物质对大气成分影响的一个重要过程。STE可以影响温室气体在上对流层和下平流层中的垂直分布，进而影响气候。要预报全球气候变化就必须了解平流层与对流层之间动力、化学及辐射的耦合。从 STE研究的尺度问题，热带和中纬度地区STE研究以及我国STE研究现状进行了评述。STE具有多种尺度和形式，热带外平流层由波强迫驱动的全球尺度环流，可以诊断长时间尺度的STE，它不能充分描述短时间尺度过程。热带外低平流层环流不能简单地描述为纬向平均，要正确描述痕量气体的分布必须包含纬向非对称的天气尺度过程。热带地区的滴漏管理论提供了一个新的诊断 STE框架。目前对中纬度地区对流层顶折叠和切断低压的研究是比较充分的。 相似文献
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关于平流层异常影响对流层天气系统的研究进展 总被引：11，自引：0，他引：11
人们传统上认为大气平流层很少能对对流层产生重要影响,但是,最近几年的观测研究表明这种自上而下的影响是显著的和非常重要的,特别地,近几年关于北极涛动的研究极大推动了这一问题的研究进展。这方面的研究发现平流层异常可以对对流层天气系统产生重要影响,也就是冬季平流层北极涛动（AO）的负异常可以诱发中高纬度地区寒潮天气,而AO的正异常则导致中高纬度地区的温暖晴朗天气。由于观测分析表明平流层AO的异常信号总是领先对流层AO异常,一些学者甚至建议冬季北半球平流层的异常信号可以作为预报对流层天气变化的先行指标,并可以把对流层天气预报的时限提高到3个星期以上。综述这一领域在最近几年的研究进展、阐述平流层异常影响对流层天气系统的物理机制和总结各种不同的学术观点,并对将来研究中应注意的问题提出了建议。 相似文献
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《Comptes Rendus Geoscience》2018,350(7):368-375
Thanks to the Montreal Protocol, the stratospheric concentrations of ozone-depleting chlorine and bromine have been declining since their peak in the late 1990s. Global ozone has responded: The substantial ozone decline observed since the 1960s ended in the late 1990s. Since then, ozone levels have remained low, but have not declined further. Now general ozone increases and a slow recovery of the ozone layer is expected. The clearest signs of increasing ozone, so far, are seen in the upper stratosphere and for total ozone columns above Antarctica in spring. These two regions had also seen the largest ozone depletions in the past. Total column ozone at most latitudes, however, does not show clear increases yet. This is not unexpected, because the removal of chlorine and bromine from the stratosphere is three to four times slower than their previous increase. Detecting significant increases in total column ozone, therefore, will require much more time than the detection of its previous decline. The search is complicated by variations in ozone that are not caused by declining chlorine or bromine, but are due, e.g., to transport changes in the global Brewer–Dobson circulation. Also, very accurate observations are necessary to detect the expected small increases. Nevertheless, observations and model simulations indicate that the stratosphere is on the path to ozone recovery. This recovery process will take many decades. As chlorine and bromine decline, other factors will become more important. These include climate change and its effects on stratospheric temperatures, changes in the Brewer–Dobson circulation (both due to increasing CO2), increasing emissions of trace gases like N2O, CH4, possibly large future increases of short-lived substances (like CCl2H2) from both natural and anthropogenic sources, and changes in tropospheric ozone. 相似文献
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高空大气温度变化趋势不确定性的研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
IPCC第4次评估报告指出：近50年来,全球对流层温度趋于升高、平流层趋于下降;同时强调了研究结果中普遍存在的不确定性,造成不确定性的主要原因是原始资料、台站选取和不同均一化方法。从理论基础入手,系统地总结了国内、外近年来高空大气温度长期变化趋势的研究成果及其不确定性产生的主要原因,详细介绍了高空大气温度序列的质量控制和均一化方法,并对我国探空台站温度序列的不确定性进行了探讨。利用静力学方法进行质量控制,以最大资料缺测率30%作为序列取舍标准,用两相回归法和再分析序列均一化处理116个中国探空站高空温度序列。研究结果表明,1958年以来我国对流层中低层趋于升温,其中1980年以后升温尤为明显;而平流层下层显示降温。
相似文献
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火山活动对南半球平流层气候异常变化的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
文中利用逐次滤波法分析结果表明 ,火山活动能引起平流层较大幅度增温 ,对于南半球 70hPa高空气候异常变化的影响超过了总方差的 1 6 % ;火山活动影响最显著的高度是平流层 70hPa约1 5～ 2 2km高空 ,由此高度向上或向下 ,火山活动的影响都逐渐减小 ;火山活动引起平流层大气升温的同时还将引起对流层大气降温 ,其分界线大致位于对流层顶 30 0hPa附近。平流层高空气候异常变化还具有显著的 2 2a变化周期和 1 1a变化周期 ,分析认为是大气温度场对太阳磁场磁性 2 2a周期和太阳黑子 1 1a周期变化的响应 ,其方差贡献率超过 8%。 相似文献
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The tropopause height and tropopause temperature are sensitive to temperature changes in troposphere and stratosphere. These
are the measures of global climatic variability. Atmospheric profiles of temperature, refractivity and water vapour are always
needed for communication, navigation and atmospheric modeling studies. The tropopause characteristics over the Indian region
have been studied using radio occultation measurements (CHAMP) on the basis of cold point criterion. Tropopause height shows
large variation in the latitude range ∼30°–40°N during winter. Tropopause temperature less than −82°C, assumed to facilitate
troposphere to stratosphere air transport, is observed at a number of tropical Indian locations and no seasonal pattern is
observed in its occurrence. The bias in temperature and refractivity deduced from radiosonde and radio occultation measurements
is also presented. 相似文献
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Sourabh Bal Semjon Schimanke Thomas Spangehl Ulrich Cubasch 《Journal of Earth System Science》2017,126(2):19
Sudden stratospheric warming (SSW) events are identified to investigate their influence on the equatorial tropospheric climate. Composite analysis of warming events from Era-Interim (1979–2013) record a cooling of the tropical lower stratosphere with corresponding changes in the mean meridional stratospheric circulation. A cooling of the upper troposphere induces enhanced convective activity near the equatorial region of the Southern Hemisphere and suppressed convective activity in the off-equatorial Northern Hemisphere. After selecting vortex splits, the see-saw pattern of convective activity in the troposphere grows prominent and robust. 相似文献
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S. Fadnavis S. Dhomse S. Ghude U. Iyer P. Buchunde S. Sonbawne P. E. Raj 《International Journal of Environmental Science and Technology》2014,11(2):529-542
Ozone trends in the Upper Troposphere and Lower Stratosphere over the Indian region are investigated using three satellite data sets namely Halogen Occultation Experiment (1993–2005), Stratospheric Aerosol and Gas Experiment (1993–2005) II, and Aura Microwave Limb Sounder (MLS, 2005–2011). Estimated ozone trends using multi-variate regression analysis are compared with trends at two Indian ozonesonde stations (Delhi, 28°N, 77°E and Pune, 18°N, 73°E), and a 3-D Chemical Transport Model (CTM, SLIMCAT) for the 1993–2005 time period. Overall, all the observational data sets and model simulations indicate significant increasing trend in the upper troposphere (0–2.5 %/year). In the lower stratosphere, estimated trends are slightly positive up to 30 mb and are negative between 30 and 10 mb. Increasing trends in the upper troposphere is probably due to increasing trends in the tropospheric ozone precursor gases (e.g. CO, NO x , NMHCs). Here, we argue that these contrasting ozone-trend profiles might be partially responsible for insignificant long-term trends in the tropical total column ozone. On seasonal scale, positive trends are observed during all the seasons in the upper troposphere while structure of trend profile varies in lower stratosphere. Seasonal variations of ozone trends and its linkages with stratospheric intrusions and increasing trends in lightning flashes in the troposphere are also discussed. 相似文献